• Earthquakes and Structures
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• 제27권4호
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• pp.331-344
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• 2024

The performance of reinforced concrete buildings subjected to earthquake excitations depends on the structural behaviour of the superstructure as well as the type of foundation and the properties of soil on which the structure is founded. The consideration of the effects due to the interaction between the structure and soil- foundation alters the seismic response of reinforced concrete buildings subjected to earthquake motion. Evaluation of the structural response of buildings for quantitative assessment of the seismic fragility has been a demanding problem for the engineers. Present research deals with development of fragility curve for building specific vulnerability assessment based on different damage parameters considering the effect of soil-structure interaction. Incremental Dynamic Analysis of fixed base and flexible base RC building models founded on different soil conditions was conducted using finite element software. Three sets of fragility curves were developed with maximum roof displacement, inter storey drift and plastic energy dissipated as engineering demand parameters. The results indicated an increase in the likelihood of exceeding various damage limits by 10-40% for flexible base condition with soft soil profiles. Fragility curve based on energy dissipated showed a higher probability of exceedance for collapse prevention damage limit whereas for lower damage states, conventional methods showed higher probability of exceedance. With plastic energy dissipated as engineering demand parameter, it is possible to track down the intensity of earthquake at which the plastic deformation starts, thereby providing an accurate vulnerability assessment of the structure. Fragility modification factors that enable the transformation of existing fragility curves to account for Soil-Structure Interaction effects based on different damage measures are proposed for different soil conditions to facilitate a congenial vulnerability assessment for buildings with flexible base conditions.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권2호
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• pp.67-76
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• 2023

본 연구에서는 기존 내력증진형 내진보강공법의 취약점을 개선 및 보완할 수 있는 새로운 개념의 내진보강법인 내부접합형 합성내진보강공법 (Composite Seismic Strengthening Method, CSSM)을 제안하였다. CSSM 내진보강 시스템은 필요 내진보강량 산정이 간편한 강도증진형 내진보강법의 일종으로서, 전단파괴가 지배적인 우리나라 내진상세를 가지지 않는 기존 R/C 건물에 적용 시 내력증가가 효율적으로 가능한 내진 시스템 공법이다. 제안한 내부접합형 CSSM 공법의 내진안전성을 검토하기 위하여 내진상세를 가지지 않는 우리나라 R/C 건축물을 바탕으로 한 실물 2층 골조 실험체를 대상으로 유사동적실험을 실시하여, 지진에 대한 하중 및 변위 특성, 지진피해수준, 강도증진 효과, 변위제어능력을 중심으로 내진성능을 평가하였다. 유사동적 실험결과 개발공법인 CSSM 내진시스템은 효과적으로 전단내력을 증가시켰으며, 2400년 재현주기인 지진파에 대해서도 지진에 대한 변위를 효과적으로 억제시켰다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제13권1호
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• pp.17-34
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• 2002

The use of local two-sided and three-sided jacketing for the repair and strengthening of reinforced concrete beam-column joints damaged by severe earthquakes is investigated experimentally and analytically. Two exterior beam-column joint specimens ($O_1$ and $O_2$) were submitted to a series of cyclic lateral loads to simulate severe earthquake damage. The specimens were typical of existing older structures built in the 1960s and 1970s. The specimens were then repaired and strengthened by local two-sided or three-sided jacketing according to UNIDO Manual guidelines. The strengthened specimens ($RO_1$ and $RO_2$) were then subjected to the same displacement history as that imposed on the original specimens. The repaired and strengthened specimens exhibited significantly higher strength, stiffness and better energy dissipation capacity than the original specimens.

• Earthquakes and Structures
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• 제12권6호
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• pp.591-601
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• 2017

To prevent or limit the damage caused by earthquakes on existing buildings, several retrofitting techniques are possible. In this work, an ultra high performance concrete based on sand dune has been formulated for use in the reinforcement of a multifunctional tower in the city of Skikda in Algeria. Tests on the formulated ultra high performance concrete are performed to determine its characteristics. A nonlinear dynamic analysis, based on the "Pushover" method was conducted. The analysis allowed an optimization of the width of reinforced concrete walls used in seismic strengthening. Two types of concrete are studied, the ordinary concrete and the ultra high performance concrete. Both alternatives are compared with the reinforcement with carbon fibers and by base isolation retrofit design.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권3호
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• pp.305-313
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• 2012

비보강 조적조 건축물은 전세계적으로 기존의 건물 및 역사 건축물의 많은 부분을 차지하고 있다. 특히, 최근 지진이 전세계적으로 빈번하게 나타남에 따라 비보강 조적조 구조물에 대한 내진 보강 대책이 요구되고 있다. 현재 비보강 조적조의 보강방법으로는 숏크리트, ECC jacketing, FRPs(fiber reinforced polymer sheet) 등이 개발되어 사용되고 있다. 특히 많은 엔지니어들이 FRPs를 사용한 보강방법을 채택하는 경향이 보이는데 이는 숏크리트나 ECC jacketing과는 달리 벽체의 두께 확장에 따른 구조물 자중 증가 문제없이 비보강 조적조의 전단강도를 향상시킬 수 있기 때문이다. 그러나 비보강 조적 벽체의 복잡한 역학적 거동과 FRPs를 사용한 실험 데이터의 부족은 아직까지도 적절한 보강량을 산정하는데 어려움을 주고 있다. 이 연구는 비보강 조적조의 면내 거동을 확인하고 두 가지의 다른 특징을 가진 FRPs를 사용한 보강 효과에 대한 정보를 주기 위해 수행되었다. 실험체는 1970년대 한국에서 빈번하게 지어진 저층형 연립주택의 내벽을 대상으로 하고 있으며 별도의 내진 설계는 되어있지 않은 상태이다. 실험체의 형상비는 실제 상황을 반영하기 위해 1에 가깝게 설정되어 있다. 보강 재료로는 탄소섬유보강 시트와 하이브리드 시트를 사용하였으며 이들은 각각 다른 극한 강도와 탄성계수 및 극한 변형률을 보유하고 있다. 연구 결과 비보강 조적 벽체의 면내 전단력 저항 성능을 확인하였으며 FRPs가 사용된 내진 보강 방안의 특성을 분석할 수 있었다. 또한 FRPs를 사용한 보의 전단보강 방법에 착안하여 비보강 조적조에 대한 FRPs의 보강 설계안을 도출할 수 있었다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.133-140
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• 2014

The friction damper can be used for improving the seismic resistance of existing buildings. The damper is often installed in bracing members. The energy dissipation capacity of the damping systems depends on the type of the structure, the configuration of the bracing members, and the property of dampers. In Korea, there are numerous low- to mid-rise reinforced concrete moment frames that were constructed considering only gravity loads. Those frames may be vulnerable for future earthquakes. To resolve the problem, this study developed a toggle bracing system with a high density friction damper. To investigate the improvement of reinforced concrete frames after retrofit using the developed damped system, experimental tests were conducted on frame specimens with and without the damped system. The results showed that the maximum strength, initial stiffness and energy dissipation capacity of the framed with the damped system were much larger than those of the frame without the damped system.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.321-330
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• 2006

노후화된 철근콘크리트 공동주택을 리모델링할 경우에 거주성의 향상을 위하여 기존 바닥판에 새로운 바닥판을 신설하여 기존 건물의 평면을 확장시키는 경우가 많다. 새로운 바닥판이 기존 바닥판에 연결될 경우에 두 바닥판의 접합 방법에 따라서 힘의 흐름이 달라진다. 이 연구에서는 8개의 부분 실험체와 24개의 전체 실험체를 제작하여 3종류의 강절점으로 연결된 바닥판 접합부의 파괴모드와 내력을 실험적으로 평가하였다. 실험체의 주요변수는 강절점 접합방식, 철근의 묻힘 깊이(0, 50, 60, 100, 120mm), 묻힘 길이(100, 200, 300mm), 철근의 배근 간격(150, 200, 300, 450mm)이다. 실험에서 강절점으로 연결된 바닥판의 휨내력은 일체화된 바닥판의 철근항복시의 내력과 유사하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권4호
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• pp.445-452
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• 2012

이 연구에서는 기존 철근콘크리트 건축물의 구조성능 향상을 위하여 매입형 FRP봉과 보강철물을 보강한 철근콘크리트 보의 구조성능을 평가하기 위하여 실험을 수행하였다. 매입형 FRP봉의 사용량, 보강철물 유무에 따라 총 7개의 실험체를 제작하고 실험을 수행하여 구조성능을 평가하였으며, 이 연구의 실험 결과를 근거로 다음과 같은 결론을 얻었다. 매입형 FRP봉 보강실험체(BCR 시리즈)의 경우 표준실험체(BSS)와 비교하여 21~55% 내력이 증가하였고, 매입형 FRP봉과 보강철물을 보강한 실험체(BCR-AC 시리즈)는 표준실험체(BSS)보다 최대내력이 21~63% 증가하였다. 그리고 매입형 FRP봉으로 보강된 실험체는 부착슬립, 피복분리 형태로 파괴되었으나, 매입형 FRP봉과 보강철물을 보강한 실험체는 보강철물의 구속효과로 부착슬립의 형태로 파괴되었다.

• Computers and Concrete
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• 제16권2호
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• pp.311-327
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• 2015

Employing discrete elements for considering bond-slip effects in reinforced concrete structures is very time consuming. In this study, a new modified embedded element method is used to consider the bond-slip phenomenon in structural behavior of reinforced concrete structures. A comprehensive parametric study of RC slabs is performed to determine influence of different variables on structural behavior. The parametric study includes a set of simple models accompanied with complex models such as multi-storey buildings. The procedure includes the decrease in the effective stiffness of steel bar in the layered model. Validation of the proposed model with existing experimental results demonstrates that the model is capable of considering the bond-slip effects in embedded elements. Results demonstrate the significant effect of bond-slip on total behavior of structural members. Concrete characteristic strengths, steel yield stress, bar diameter, concrete coverage and reinforcement ratios are the parameters considered in the parametric study. Results revealed that the overall behavior of slab is significantly affected by bar diameter compared with other parameters. Variation of steel yield stress has insignificant impact in static response of RC slabs; however, its effect in cyclic behavior is important.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권4호
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• pp.83-91
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• 2021

본 연구에서는 기존 철근콘크리트 (R/C) 구조체와 내진보강 부재의 접합부의 성능을 향상시키기 위해서 접합부에 탄성패드를 가지는 새로운 H형강 철골프레임 내부접합형 내진보강공법 (H-section Steel Frame with Elastic Pad, HSFEP)을 제안하였다. HSFEP 시스템은 필요 내진보강량 산정이 간편한 내력향상형 보강공법으로서, 전단파괴가 발생할 가능성이 매우 높은 비내진상세를 가지는 중·저층 R/C 건축물에 적합한 공법이다. 본 연구에서 제안한 HSFEP 내진보강공법의 유용성을 검증하기 위하여 비내진상세를 가지는 국내 R/C 건축물을 바탕으로 실물 2층 골조 실험체를 제작하여 유사동적실험을 수행하여 최대지진응답 하중 및 변위, 지진피해정도를 중심으로 내진보강효과를 검토하였다. 실험결과 본 연구에서 개발한 HSFEP 내부접합형 내진보강법은 접합부성능이 개선되었으며, 효과적으로 수평극한내력을 증진시킴과 동시에 대지진 입력 시에도 지진응답변위를 매우 효과적으로 억제시켰다.